Publicação

Desenvolvimento industrial de coletor solar flexível

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Neste trabalho foi desenvolvido o projeto de um coletor solar flexível, de baixo custo, de fácil transporte e com boa maneabilidade, que atendesse a demanda de água quente tanto em cidades de clima temperado quanto em cidades tropicais. Para isso, foram feitas simulações numéricas para verificar o desempenho e acompanhou-se o processo de produção de um protótipo. O material escolhido para fabricar o coletor foi o filme de Poliuretano (PU) devido ao seu preço acessível, propriedades térmicas e facilidade em encontra-lo no mercado. O coletor é constituído por 3 peças: placa absorvedora, capa para isolamento e cobertura transparente. Dois modelos de coletores foram desenhados no software SolidWorks e simulados no ANSYS®, em situações climáticas do inverno no Porto e em Fortaleza. Após realizar as simulações do primeiro modelo, foi construído um protótipo demonstrativo para identificar as oportunidades de melhoria encontradas em sua produção, a partir do comportamento observado, o segundo modelo foi desenvolvido, mais barato e de fabricação mais rápida. Mesmo com a redução de custos na fabricação, ambos os modelos apresentaram desempenho similar em 2,5%. Das simulações verificou-se que o sistema com um único coletor, ao final do dia, aquecia a água de um reservatório com 150 litros de 20 oC para 30,61 oC no Porto e para 38,12 oC em Fortaleza. Com dois coletores ligados em paralelo, a temperatura da água ao fim do dia era de 39,77 oC no Porto e de 49,72 oC em Fortaleza. Por fim, ao analisar a influência da velocidade de escoamento no desempenho do coletor, percebeu-se que, em três velocidades analisadas, quanto mais lento é o escoamento, maior é o aquecimento da água pelo coletor, atingindo uma eficiência (ignorando as perdas de calor) de 88% para a velocidade do fluido de 0,02 m/s, com número de Reynolds de 300, ou seja, com Escoamento Laminar.
Autores principais:	Oliveira, Matheus Antônio Teixeira de
Assunto:	Coletor solar flexível Coletor solar de baixo custo Energia solar Aquecimento de água residencial Simulações numéricas
Ano:	2019
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Instituto Politécnico de Bragança
Idioma:	português
Origem:	Biblioteca Digital do IPB

Descrição
Resumo:	Neste trabalho foi desenvolvido o projeto de um coletor solar flexível, de baixo custo, de fácil transporte e com boa maneabilidade, que atendesse a demanda de água quente tanto em cidades de clima temperado quanto em cidades tropicais. Para isso, foram feitas simulações numéricas para verificar o desempenho e acompanhou-se o processo de produção de um protótipo. O material escolhido para fabricar o coletor foi o filme de Poliuretano (PU) devido ao seu preço acessível, propriedades térmicas e facilidade em encontra-lo no mercado. O coletor é constituído por 3 peças: placa absorvedora, capa para isolamento e cobertura transparente. Dois modelos de coletores foram desenhados no software SolidWorks e simulados no ANSYS®, em situações climáticas do inverno no Porto e em Fortaleza. Após realizar as simulações do primeiro modelo, foi construído um protótipo demonstrativo para identificar as oportunidades de melhoria encontradas em sua produção, a partir do comportamento observado, o segundo modelo foi desenvolvido, mais barato e de fabricação mais rápida. Mesmo com a redução de custos na fabricação, ambos os modelos apresentaram desempenho similar em 2,5%. Das simulações verificou-se que o sistema com um único coletor, ao final do dia, aquecia a água de um reservatório com 150 litros de 20 oC para 30,61 oC no Porto e para 38,12 oC em Fortaleza. Com dois coletores ligados em paralelo, a temperatura da água ao fim do dia era de 39,77 oC no Porto e de 49,72 oC em Fortaleza. Por fim, ao analisar a influência da velocidade de escoamento no desempenho do coletor, percebeu-se que, em três velocidades analisadas, quanto mais lento é o escoamento, maior é o aquecimento da água pelo coletor, atingindo uma eficiência (ignorando as perdas de calor) de 88% para a velocidade do fluido de 0,02 m/s, com número de Reynolds de 300, ou seja, com Escoamento Laminar.