Adimensionalização Das Equações Da Conservação Em Sistema De Aquecimento Solar De Água

Abstract

Resumo. O sistema solar de aquecimento de água operando por circulação natural (termossifão) é um sistema autoregulado, isento de controles mecânicos, constituído basicamente por um arranjo de coletores solares, reservatório térmico e tubulações hidráulicas de conexão. Esse tipo de sistema não utiliza bomba para fazer a circulação do fluido de trabalho, sendo também chamado de sistema com circulação natural. Pode-se predizer o desempenho do sistema de aquecimento solar de água a partir da extrapolação de dados físicos em escala menor ou da simulação de dados de um modelo matemático análogo. Como a análise de um modelo físico é geralmente mais difícil e dispendiosa, o projeto de um novo sistema baseia-se quase sempre na predição do desempenho através de um modelo matemático, construído de relações empíricas obtidas de dados experimentais em sistemas solares de aquecimento de água, sob condições especificadas, que permite a estimativa do desempenho do sistema em um computador, para condições arbitrariamente definidas. No intuito de permitir uma maior generalização e conhecimento destes equipamentos, este trabalho apresenta uma análise adimensional do desempenho térmico de aquecedores solares de água operando em circulação natural e em circulação forçada. A análise desenvolvida neste trabalho buscou identificar os números adimensionais representativos dos fenômenos associados aos aspectos geométricos e operacionais dos aquecedores solares sobre o seu desempenho. Restrições como o posicionamento do reservatório térmico, número de conexões ao longo das tubulações, perfis de demanda, posicionamento dos aquecedores auxiliares e variabilidade das condições climáticas, entre outras, são algumas das variáveis que devem ser levadas em conta no projeto destes sistemas. A definição correta pode conduzir a uma economia apreciável nos custos do sistema de aquecimento solar de água, bem como, um melhor entendimento da operação do mesmo.