Modo programado

Neste modo o sistema apresenta sua melhor performance, já que evita a maior parte do disperdício de energia, comum na grande maioria dos sistemas. Através da configuração dos parâmetros do sistema (volume do boiler, potencia dissipada pelo resistor de aquecimento,

rendimento do sistema – isolação térmica, temperatura da água inicial, temperatura da água desejada e horário de uso da água) o software irá calcular o momento propício para se acionar a UP, iniciando o aquecimento da água. Com isso, pode-se dispor da mesma no horário e na temperatura programadas, com uma otimização energética bastante razoável. Além disso, no sistema há a possibilidade de se prever dois horários, mas pode ser aumentado esse número em função da utilização. Convém novamente alertar que um sistema de aquecimento solar possui um tempo de armazenamento de energia bastante longo, principalmente em função das condições de solarização (observar a região na qual foi instalado o sistema). Assim, soluções alternativas devem ser consideradas quando o consumo de água é grande. Um banho normal com duração de 15 minutos gasta cerca de 250 Litros de água, utilizando-se ducha. Assim, um boiler convencional de média capacidade (600L) pode suprir dois banhos com sua temperatura inicial (o que na prática não ocorre pois, há entrada de água fria tão logo há a utilização da quente, baixando desde o primeiro litro a temperatura).

Implementação do protótipo

Utilizou-se uma plataforma padrão para se fazer os primeiros ensaios antes de se partir para uma PCI dedicada.

Essa plataforma apresenta:

- capacidade de conversão A/D de 10 ou 12 bits;

- 4 canais de conversão A/D 12 bits (MCP3204), com comunicação via I2C com o uControlador; - RTC e memória EEPROM de 32K (para implementação de DataLogger) ;

- LCD e Teclado como IHM; - 8 Reles de saída;

A utilização de uma plataforma padrão facilita muito o trabalho de desenvolvimento, a medida que se desenvolvem drivers específicos para cada periférico (reunidos uma biblioteca) e numa aplicação, simplesmente junta-se um conjunto deles compondo o sistema final. Isso permite ainda uma economia substancial de tempo e a pesquisa então se volta para as particularidades da aplicação. No caso específico deste desenvolvimento, verificou-se que uma resolução de 12 bits seria exagerada, já que trabalha-se com precisão na ordem de 1° C.

Verificou-se ainda que a necessidade de processamento do Controlador é relativamente baixa, já que os dados são de natureza quase estática (temperatura). A Figura 17 ilustra a Plataforma de ensaios padrão.

Figura 17 - Plataforma de ensaios padrão

No caso da UP, foi necessária a construção de uma PCI dedicada, que serviu de base para o produto final.

Instalação num Sistema de Aquecimento Solar de Testes

Para se implementar um ambiente de testes, foi comprado um sistema convencional de aquecimento solar, numa empresa fornecedora regularmente ao mercado. Esse sistema, composto de Boiler com capacidade de 200 l equipado com termostato (Tmax=55°C) e Resistor de Aquecimento (2500W – 220V) e duas placas coletoras, foi instalado na laje de cobertura da empresa, como pode ser visualizado na Figura 18.

Figura 18 - Sistema de aquecimento solar de testes

Optou-se por se montar o sistema numa plataforma móvel de forma a permitir total flexibilidade na movimentação do conjunto. Construiu-se ainda a estrutura de alvenaria para suportar uma caixa dágua secundária que alimenta o sistema. Optou-se por essa configuração pois, é a adotada na grande maioria das instalações residenciais, que já possuem caixa dágua geralmente no forro das casas numa altura propícia à circulação não forçada dágua. De modo a se testar todas as facilidades propostas no projeto, foi instalada uma pequena bomba para prover o

fluxo de água de maneira suplementar. Essa bomba tem duas finalidades, no escopo geral de um sistema de monitoração e controle de um aquecedor solar:

-Aumentar a eficiência do sistema, já que o papel do termossifão é executado pela bomba;

- Circular a água pelos coletores sempre que a diferença de temperatura entre a água contida no reservatório e a água contida nos coletores seja superior a 5°C. Essa situação representa a possibilidade de congelamento dágua no interior dos dutos dos painéis coletores, extremamente danoso ao sistema, já que os danifica de maneira definitiva, implicando em gastos da ordem de

praticamente um novo sistema completo.

As Figuras 19 e 20 mostram a instalação dos sensores NTC no Boiler e nas placas coletoras.

Figura 19 - Instalação dos sensores NTC no Boiler

Figura 20 - Instalação dos sensores NTC nas placas coletoras As conexões entre as partes do sistema são mostradas no esquema da Figura 21.

Figura 21 - Conexões entre as partes do sistema

Observa-se que existe somente um cabo tipo manga (7x26AWG) interligando o console de operação ao módulo de potência (que neste caso foi instalado internamente pelo motivo de que a

laje não possuir cobertura e assim o módulo estar desprotegido – Figura 2.17). Isso vem de

encontro à um dos objetivos básico do sistema que é o de facilitar a instalação do mesmo, permitindo a passagem de um único cabo através dos dutos (conduítes). Evidentemente, não se pode afirmar que isso resolva todos os problemas de fiação numa instalação de SAS. Casas antigas possuem conduítes super-ocupados, muitas de vezes de bitola muito reduzidas (1/2”).

Assim, muitas vezes a passagem de um cabo manga (ainda que de calibre total reduzido – cerca de 5mm) não é fácil. O ideal para a instalação deste tipo de sistema é a previsão da canalização necessária já na construção da casa. Projetos populares atuais já prevêem a utilização de SAS. Assim, todos os aspectos da instalação foram pensados, para permitir que o fabricante: - mesmo utilizando o sistema proposto (condensando diversos equipamentos num único), mantenha sua margem de lucro;

- adote o sistema pela sua robustez e facilidade de instalação (menor número de horas de instalação), aliado à seu custo;

- ofereça-o como diferencial aos seus clientes, que efetivamente economizarão dinheiro com sua instalação.