Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
3.2 Sistemas para o Aquecimento da Água Quente Sanitária
Na presente secção, são apresentados os resultados da simulação dinâmica dos sistemas para aquecimento das AQS, com colectores solares acoplados (este sistema também pode ser denominado como sistema solar para AQS), por m será feita a comparação entre esta solução e as soluções que não utilizam colectores solares, já referidas na secção 2.11.
Para a análise do funcionamento do sistema solar para AQS, deve ser escolhido o caudal de circulação mais favorável, de modo a não comprometer o rendimento dos colectores solares, para o aquecimento das AQS uma das recomendações indica a utiliza- ção de um caudal de circulação de 60 kg/(h·m2)[56], no entanto, outra recomendação,
indica que deve ser usado um valor compreendido na gama de caudais de 36 kg/(h·m2)
a 72 kg/(h · m2), sendo o valor mais comum 72 kg/(h · m2) [57], valor para o qual a
fracção solar é maior e os consumos de energia na bomba são menores.
Devido ao aumento das perdas de carga, não serão testados caudais de circulação com valores acima dos 72 kg/(h · m2). Apesar da quantidade de energia obtida pela
circulação do uido através do colector solar ser maior, poderá ter que ser utilizada uma bomba de circulação de maior potência, e consequentemente será consumida uma maior quantidade de energia eléctrica, para permitir a circulação da água no circuito hidráulico, tornando a solução inviável em termos económicos.
Para a análise do sistema de AQS, será utilizada a seguinte nomenclatura: • ECol.AQS: Energia proveniente da radiação solar captada pelo colector [kW h]; • EAux.AQS: Energia proveniente da caldeira auxiliar ao sistema solar para AQS [kW h]; 76
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
• fSol.: Fracção Solar, ou seja parcela de energia solar utilizada pelo sistema solar
de AQS, para aquecimento térmico [-];
• EB.AQS: Energia eléctrica consumida pela bomba no sistema de AQS [kW h]; • ECald.AQS: Energia gasta pela caldeira, no sistema sem colector solar [kW h];
Em que a fSol.,m (a fracção solar mensal) é calculada através da equação:
fSol.,m =
ECol.,mAQS
ECol.,mAQS + EAux.,mAQS (3.1) Em que:
• fSol.,m: Fracção Solar, ou seja parcela de energia solar utilizada pelo sistema solar
de AQS, para aquecimento térmico [-];
• ECol.,mAQS : Energia proveniente da radiação solar, captada mensalmente pelo colec- tor [kW h];
• EAux.,mAQS : Energia utilizada mensalmente pela caldeira auxiliar para AQS [kW h]; No entanto, o valor anual da fracção solar (fSol.,a) é calculado através da equação:
fSol.,a = fSol.,m· (Pn mE AQS Col.,m+ E AQS Aux.,m)
ECol.,aAQS + EAux.,aAQS (3.2) Sendo que:
• ECol.,aAQS : Energia proveniente da radiação solar, captada anualmente pelo colector [kW h];
• EAux.,aAQS : Energia proveniente da caldeira auxiliar, usada anualmente para auxiliar o sistema solar para AQS [kW h];
Para veri car qual das recomendações indicadas é a mais correcta, o sistema de AQS foi testado em Faro para os caudais 50, 60 e 72 kg/(h · m2) com a inclinação
dos colectores a 37,02o em Faro, de modo a veri car qual o caudal de circulação mais
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Tabela 3.6: Energia em kW h, necessária para a satisfação das necessidades de AQS em Faro para os 3 caudais de circulação em análise
˙
mAQS[kg/(h · m2)]
50 60 72
Mês EAQSCol. EAQSAux. fSol. ECol.AQS EAux.AQS fSol. EAQSCol. EAux.AQS fSol.
Jan. 239,5 75,9 0,76 240,3 75,7 0,76 241,2 75,8 0,76 Fev. 217,3 57,5 0,79 218,2 57,5 0,79 218,9 57,6 0,79 Março 326,5 18,5 0,95 327,9 18,4 0,95 329,1 18,5 0,95 Abril 280,3 32,1 0,90 281,5 32,1 0,90 282,5 32,2 0,90 Maio 316,3 11,6 0,96 317,7 11,7 0,96 318,9 11,7 0,96 Junho 316,9 14,6 0,96 318,3 14,6 0,96 319,5 14,6 0,96 Julho 359,6 0,0 1,00 361,4 0,0 1,00 362,8 0,0 1,00 Agosto 372,2 0,2 1,00 374,0 0,1 1,00 375,6 0,2 1,00 Set. 349,3 4,8 0,99 351,1 4,8 0,99 352,5 4,8 0,99 Out. 315,6 17,7 0,95 317,1 17,7 0,95 318,2 17,8 0,95 Nov. 207,5 67,1 0,76 208,3 67,1 0,76 209,0 67,1 0,76 Dez. 191,7 104,1 0,65 192,2 104,1 0,65 192,8 104,3 0,65 Total 3492,5 404,0 0,90 3508,1 403,8 0,90 3521,1 404,6 0,90
Tabela 3.7: Energia consumida pela bomba em kW h, para o sistema solar para AQS, em Faro para os 3 caudais de circulação em análise
Mês m˙AQS[kg/(h · m2)] 50 60 72 Jan. 5,5 5,4 5,2 Fev. 4,6 4,5 4,3 Março 7,0 6,8 6,7 Abril 6,3 6,1 5,9 Maio 7,3 7,3 7,3 Junho 7,7 7,5 7,4 Julho 8,6 8,4 7,9 Agosto 8,3 8,2 7,9 Set. 7,7 7,6 7,4 Out. 6,9 6,8 6,7 Nov. 4,7 4,5 4,3 Dez. 4,8 4,6 4,4 Total 79,4 77,7 75,6 78
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Assim, para a estratégia de controlo (previamente referida na secção 2.11), veri ca- se que os melhores resultados em termos de consumos energéticos, foram obtidos para um caudal de circulação de 72 kg/(h · m2), sendo a energia gasta pela bomba de
circulação idêntica, no entanto menor para um caudal de circulação de 72 kg/(h · m2),
o que veri ca a recomendação do livro "Solar Engineering of Thermal Processes"[57]. Através da equação 3.3, é calculado o lucro que se obtém com a instalação dos colectores solares de AQS.
LeSol.− CE AQS Cald.− CE AQS B. = LucSol. [e] (3.3) Em que:
• LeSol.: Preço da energia térmica proveniente do colector, usada para AQS5 [e];
• CECald.AQS: Custo da energia auxiliar consumida pela caldeira para AQS [e]; • CEB.AQS: Custo da energia consumida pela bomba, usada para a circulação da
água no sistema de AQS [e];
• LucSol.: Lucro total obtido pela utilização do sistema solar para AQS [e];
O lucro anual obtido para cada um dos 3 caudais em análise, encontram-se repre- sentados na tabela 3.8.
Tabela 3.8: Custo anual da energia consumida pelo sistema solar testado
Custos mAQS˙ [kg/(h · m2)]
50 60 72 LeSol.[e] 74,84 75,17 75,45
CECald.AQS [e] 8,66 8,65 8,67 CEB.AQS:[e] 10,86 10,62 10,33 LucSol.[e] 55,32 55,90 56,45
Concluí-se deste modo, que o caudal mais favorável economicamente para o sistema solar de AQS é 72 kg/(h · m2), para além de ser o que permite um menor consumo
de energia eléctrica por parte das bombas de circulação sendo que esta pode ou ser proveniente de fontes de energia renováveis, logo este será o caudal que irá circular no sistema de AQS.
A análise do sistema será realizada para duas inclinações diferentes, a latitude do local e a inclinação do tecto (10,49o), de modo a ser possível tomar a melhor decisão,
relativamente à posição em que o colector deverá ser instalado.
Em todas as localidades foram analisados dois colectores solares ligados em série, pois, como se encontra indicado no REH [10], deve existir uma área de colectores solares de 0,65 m2/ocupante.
5Como o sistema auxiliar utiliza peletes como combustível, o seu preço será equivalente ao das
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Os resultados encontram-se representados nas guras 3.1 e 3.2 e nas tabelas 3.9, 3.10 e 3.11.
Figura 3.1: Consumos energéticos anuais do sistema solar de AQS, para uma inclinação equivalente à latitude do local
Figura 3.2: Consumos energéticos anuais do sistema solar de AQS, para a inclinação de 10,49o
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Tabela 3.9: Energia fornecida pelo colector e pela caldeira auxiliar em kW h, para uma inclinação do colector idêntica à inclinação da latitude local
Bragança Porto Faro Inclinação 41,82o 41,15o 37,02o
Mês ECol.AQS EAQSAux. fSol. ECol.AQS E AQS
Aux. fSol. ECol.AQS E AQS Aux. fSol. Jan. 164,2 174,2 0,49 172,3 146,3 0,54 241,2 75,8 0,76 Fev. 174,5 134,6 0,56 165,4 116,6 0,59 218,9 57,6 0,79 Março 259,6 82,8 0,76 247,3 79,8 0,76 329,1 18,5 0,95 Abril 223,2 83,8 0,73 238,4 64,5 0,79 282,5 32,2 0,90 Maio 257,9 63,1 0,80 263,2 44,5 0,86 318,9 11,7 0,96 Junho 285,2 36,9 0,89 276,7 44,2 0,86 319,5 14,6 0,96 Julho 339,9 9,1 0,97 280,7 24,9 0,92 362,8 0,0 1,00 Agosto 361,5 11,7 0,97 309,2 30,0 0,91 375,6 0,2 1,00 Set. 297,3 23,9 0,93 283,6 37,4 0,88 352,5 4,8 0,99 Out. 223,1 82,2 0,73 247,7 58,7 0,81 318,2 17,8 0,95 Nov. 145,3 153,5 0,49 155,4 125,3 0,55 209,0 67,1 0,76 Dez. 98,4 220,2 0,31 119,9 174,3 0,41 192,8 104,3 0,65 Total 2830,0 1076,1 0,72 2759,7 946,5 0,74 3521,1 404,6 0,90
Tabela 3.10: Energia fornecida pelo colector e pela caldeira auxiliar em kW h, para uma inclinação do colector idêntica à inclinação do tecto (10,49o)
Bragança Porto Faro Mês ECol.AQS EAQSAux. fSol. ECol.AQS E
AQS
Aux. fSol. ECol.AQS E AQS Aux. fSol. Jan. 84,4 252,4 0,25 94,3 220,4 0,30 151,4 153,5 0,50 Fev. 115,7 188,1 0,38 108,7 170,0 0,39 160,0 100,4 0,61 Março 207,4 124,0 0,63 198,8 112,8 0,64 273,7 36,9 0,88 Abril 212,8 87,9 0,71 227,1 67,0 0,77 273,5 34,1 0,89 Maio 275,5 52,6 0,84 283,7 37,1 0,88 351,3 10,3 0,97 Junho 323,7 26,8 0,92 325,0 36,6 0,90 378,7 12,2 0,97 Julho 386,0 6,6 0,98 316,8 19,0 0,94 425,5 0,0 1,00 Agosto 356,3 10,3 0,97 312,8 28,7 0,92 384,6 0,4 1,00 Set. 252,1 40,9 0,86 241,3 47,7 0,84 304,5 10,3 0,97 Out. 161,5 124,5 0,56 177,2 103,6 0,63 240,7 36,9 0,87 Nov. 81,5 213,6 0,28 91,8 185,0 0,33 138,1 121,9 0,53 Dez. 40,4 278,9 0,13 56,1 241,0 0,19 111,1 176,3 0,39 Total 2497,4 1406,7 0,64 2433,7 1268,9 0,66 3193,1 693,0 0,82
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
A tabela 3.11 mostra os consumos energéticos das bombas de circulação, usadas no sistema solar para AQS.
Tabela 3.11: Energia consumida pelas bombas de circulação do sistema de AQS em kW h, para as localidades em estudo
Bragança Porto Faro Mês 41,82o 10,49o 41,15o 10,49o 37,02o 10,49o Jan. 5,5 5,1 5,8 5,5 6,9 6,4 Fev. 5,8 5,5 5,8 5,4 6,4 6,1 Março 7,7 7,4 7,6 7,3 7,9 7,7 Abril 7,2 7,6 7,3 7,8 7,3 7,8 Maio 8,2 9,1 8,3 9,0 8,8 9,3 Junho 9,1 9,8 8,5 9,5 9,1 9,9 Julho 9,3 10,3 8,9 9,6 8,9 10,1 Agosto 8,8 9,5 8,5 9,0 8,3 9,4 Set. 7,8 7,9 7,6 7,5 8,3 8,2 Out. 6,8 6,4 7,0 6,7 7,7 7,3 Nov. 5,1 4,6 5,9 5,4 6,3 6,1 Dez. 4,3 3,7 5,2 4,7 6,3 5,6 Total 85,6 86,9 86,5 87,5 92,4 93,9
Veri ca-se que a instalação no tecto é a mais desfavorável em termos de captação da radiação, os resultados continuam a ser bastante satisfatórios, como se pode veri car pela quantidade de energia captada pelo colector. O seu custo inicial é também maior, pois o custo dos suportes de instalação no tecto são maiores6, logo a instalação do tecto
deve ser evitada, a menos que não seja possível colocar o colector, noutra posição mais favorável.
Apesar da instalação de colectores com uma inclinação equivalente à latitude do local ser mais favorável quer em termos energéticos, quer em termos económicos em relação à instalação no tecto, pode não ser possível montar os colectores em posições livres de obstrução e ao mesmo tempo seguras. Os resultados obtidos, representam portanto um cenário ideal, podendo na realidade a instalação dos colectores no tecto, ser mais favorável em termos de captação da energia solar.
Não é recomendado que o valor da fracção solar mensal ultrapasse os 70%, uma vez que as simulações são realizadas utilizando os valores médios obtidos, provenientes de análises das condições climáticas do local durante vários anos.
Nos dias atípicos, em que os valores de radiação estão acima dos valores utilizados, poderá ser transmitida à água energia térmica em excesso, sendo este o principal motivo pelo qual os colectores solares, aquecem a água do reservatório até temperaturas tão elevadas.
Para o reservatório em estudo, quando as temperaturas ultrapassam os 100oC,
é necessário que haja dissipação de energia térmica, pois apartir dos 100oC a água
entra em ebulição iniciando-se a sua passagem para o estado gasoso e o vapor de água corroí as paredes do reservatório, dani cando-o. Devido ao elevado valor das fracções solares obtidas, sobretudo em Faro, é expectável que existam momentos em que as temperaturas no interior do reservatório atinjam valores na ordem dos 100oC.
As guras 3.3, 3.4 e 3.5, 3.6, 3.7 e 3.8 representam a temperatura no interior do reservatório, para as respectivas localidades em estudo, mediante uma variação da
6O seu valor encontra-se representado no anexo F
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos inclinação do colector solar.
Figura 3.3: Evolução da temperatura interior do reservatório em Bragança, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefeci- mento, com a inclinação dos colectores equivalente a 41,82o
Figura 3.4: Evolução da temperatura interior do reservatório no Porto, em função da radia- ção horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 41,15o
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.5: Evolução da temperatura interior do reservatório em Faro, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 37,07o
Analisando as guras 3.3, 3.4 e 3.5, é possível veri car que o aumento da radi- ação incidente conduz a um aumento da temperatura da água. Quando a radiação diminuí, a temperatura da água do reservatório não diminuí, pois considera-se que o isolamento é tão espesso que não permite perdas de calor para o ambiente, a diminuição ocorre apenas quando é insu ada água proveniente da rede no reservatório. De seguida será analisada a mesma variação, mas para uma inclinação de 10,49o, estando estas
representadas nas guras 3.6, 3.7 e 3.8.
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.6: Evolução da temperatura interior do reservatório em Bragança, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefeci- mento, com a inclinação dos colectores equivalente a 10,49o
Figura 3.7: Evolução da temperatura interior do reservatório no Porto, em função da radia- ção horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 10,49o
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.8: Evolução da temperatura interior do reservatório em Faro, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 10,49o
A evolução da temperatura interior do reservatório, quando a inclinação dos co- lectores é 10,49o, é idêntica à veri cada para as inclinações anteriores. Veri ca-se uma
vez mais, que existem momentos em que a temperatura no interior do reservatório, ultrapassa os 100oC, deste modo, serão analisadas soluções, cujo objectivo é a redução
ou controlo do seu valor.
Uma das possibilidades é a redução do número de colectores, cando a sua área nal em 2,45 m2, ligeiramente inferior aos 2,6 m2 imposto pela legislação para 4 ha-
bitantes, sendo expectável que uma diferença tão reduzida permita a aprovação do projecto, principalmente se for comprovado que a solução é favorável em termos de consumos energéticos. No entanto, antes de se proceder à análise de uma solução em que a área de colectores instalada é alterada, serão analisadas outras alternativas, até porque uma diminuição da sua área implica maiores consumos de energia, por parte das bombas de circulação, devido à sua maior utilização. Uma forma de diminuir o valor da fracção solar sem alterar a área dos colectores, é através da alteração da inclinação dos colectores para regular o valor da fracção solar, dependendo do valor da radiação solar incidente na localidade em questão. No entanto, esta alternativa não resolve a questão do sobreaquecimento, pois existem momentos em que este continuará a ocorrer. Outra possibilidade, seria a utilização de um dissipador de calor, no entanto, esta solução implica, para além de um maior investimento adicional, um maior consumo de energia eléctrica.
Antes de se proceder à análise de qualquer uma das soluções já referidas, será realizada uma modi cação do sistema anterior, em que é incorporado um mecanismo de controlo, que permite a entrada de água da rede no reservatório, no valor de 200 l/h de modo a diminuir a temperatura do uido no interior do reservatório, quando a temperatura no seu topo é de 100oC, até esta atingir um valor de 90oC.
As guras 3.9, 3.10 e 3.11, 3.12, 3.13 e 3.14 representam a temperatura interior 86
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
do reservatório com a nova estratégia de controlo implementada, para as respectivas localidades em estudo mediante uma variação da inclinação do colector solar.
Figura 3.9: Evolução da temperatura da água no interior do reservatório em Bragança, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 41,82o e com a nova estratégia
de controlo implementada
Figura 3.10: Evolução da temperatura da água no interior do reservatório no Porto, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 41,15o e com a nova estratégia
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.11: Evolução da temperatura da água no interior do reservatório em Faro, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 37,02o e com a nova estratégia
de controlo implementada
Analisando as variações das temperaturas obtidas, é visível o aparecimento de picos, que ocorrem quando existe uma grande quantidade de radiação solar e a água da rede não é insu ada no reservatório, voltando apenas a entrar quando a temperatura no topo do reservatório atinge os 100oC e a temperatura média da água neste é de
90oC, neste momento a temperatura da água volta a diminuir.
Veri ca-se que com a nova estratégia de controlo, a temperatura dos reservatórios, com a inclinação dos colectores equivalente à latitude do local, nunca atinge os 100 oC.
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.12: Evolução da temperatura da água no interior do reservatório em Bragança, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 10,49o, com a nova estratégia de
controlo implementada no sistema
Figura 3.13: Evolução da temperatura da água no interior do reservatório no Porto, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 10,49o, com a nova estratégia de
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.14: Evolução da temperatura da água no interior do reservatório em Faro, em função da radiação horizontal e da temperatura exterior, para a semana crítica da estação de arrefecimento, com a inclinação dos colectores equivalente a 10,49o, com a nova estratégia de
controlo implementada
É possível veri car uma vez mais, uma evolução idêntica para uma inclinação de 10,49o, em relação às restantes.
Os consumos energéticos da nova solução encontram-se representados nas guras 3.15 e 3.16 e nas tabelas 3.12, 3.12 e 3.14.
Figura 3.15: Consumos energéticos anuais do sistema solar de AQS, com a nova estratégia de controlo implementada, para uma inclinação equivalente à latitude do local
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.16: Consumos energéticos anuais do sistema solar de AQS, com a nova estratégia de controlo implementada, para uma inclinação equivalente a 10,49o
Tabela 3.12: Consumos energéticos em kW h dos equipamentos utilizados pelo sistema solar para AQS, com a nova estratégia de controlo implementada e com a inclinação do colector, equivalente à da latitude do local, para as localidades em estudo
Bragança Porto Faro Inclinação 41,82o 41,15o 37,02o
Mês ECol.AQS EAux.AQS fSol. ECol.AQS E AQS
Aux. fSol. ECol.AQS E AQS Aux. fSol. Jan. 168,4 192,6 0,47 178,5 212,1 0,46 265,6 209,0 0,56 Fev. 186,6 201,3 0,48 179,3 186,6 0,49 245,8 147,7 0,62 Março 295,0 206,6 0,59 284,3 199,0 0,59 380,1 153,1 0,71 Abril 246,0 152,8 0,62 262,3 145,1 0,64 325,0 139,8 0,70 Maio 278,4 174,7 0,61 298,3 154,1 0,66 372,3 136,4 0,73 Junho 328,3 175,3 0,65 314,0 153,6 0,67 434,8 120,6 0,78 Julho 406,7 146,2 0,74 327,0 127,8 0,72 459,6 137,0 0,77 Agosto 437,0 141,7 0,76 366,3 125,6 0,74 427,8 107,3 0,80 Set. 343,3 111,9 0,75 341,1 144,2 0,70 427,7 101,9 0,81 Out. 253,1 214,0 0,54 274,2 149,3 0,65 371,8 145,5 0,72 Nov. 153,6 196,6 0,44 164,4 154,8 0,52 228,6 150,3 0,60 Dez. 101,1 261,9 0,28 122,1 192,9 0,39 211,2 180,8 0,54 Total 3197,5 2175,7 0,60 3111,8 1945,1 0,62 4150,4 1729,5 0,71
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Tabela 3.13: Consumos energéticos em kW h do sistema solar para AQS, com a nova estra- tégia de controlo implementada, com a inclinação do colector equivalente a 10,49o, para as
localidades em estudo
Bragança Porto Faro Mês ECol.AQS EAux.AQS fSol. ECol.AQS E
AQS
Aux. fSol. ECol.AQS E AQS Aux. fSol. Jan. 84,4 252,4 0,25 94,3 220,4 0,30 151,4 153,5 0,50 Fev. 115,7 188,1 0,38 108,7 170,0 0,39 168,3 140,9 0,54 Março 225,1 216,8 0,51 210,6 171,7 0,55 305,0 181,4 0,63 Abril 232,8 162,8 0,59 247,4 135,4 0,65 313,7 129,8 0,71 Maio 301,6 146,5 0,67 323,1 158,6 0,67 423,9 157,2 0,73 Junho 383,0 169,9 0,69 394,1 190,7 0,67 471,2 167,3 0,74 Julho 484,1 170,7 0,74 386,4 143,5 0,73 538,2 189,4 0,74 Agosto 441,6 172,4 0,72 371,8 147,6 0,72 476,3 178,3 0,73 Set. 281,8 115,5 0,71 277,1 150,0 0,65 360,7 128,4 0,74 Out. 163,3 133,0 0,55 178,9 111,4 0,62 258,2 104,0 0,71 Nov. 81,5 213,6 0,28 91,9 185,2 0,33 142,8 152,0 0,48 Dez. 40,4 278,9 0,13 56,1 241,0 0,19 111,1 176,3 0,39 Total 2835,2 2220,5 0,56 2740,4 2025,4 0,58 3720,7 1858,6 0,67
Tabela 3.14: Energia eléctrica em kWh, consumida pelas bombas de circulação para o sistema de AQS com sistema solar auxiliar, e controlo da temperatura do reservatório, para as localidades em estudo
Bragança Porto Faro Mês 41,82o 10,49o 41,15o 10,49o 37,02o 10,49o Jan. 5,5 5,1 5,8 5,5 6,9 6,4 Fev. 5,8 5,5 5,8 5,4 6,4 6,1 Março 7,7 7,4 7,6 7,3 7,9 7,7 Abril 7,2 7,6 7,3 7,8 7,3 7,8 Maio 8,2 9,1 8,3 9,0 8,8 9,3 Junho 9,1 9,8 8,5 9,5 9,1 9,9 Julho 9,3 10,3 8,9 9,6 8,9 10,1 Agosto 8,8 9,5 8,5 9,0 8,3 9,4 Set. 7,8 7,9 7,6 7,5 8,3 8,2 Out. 6,8 6,4 7,0 6,7 7,7 7,3 Nov. 5,1 4,6 5,9 5,4 6,3 6,1 Dez. 4,3 3,7 5,2 4,7 6,3 5,6 Total 85,6 86,9 86,5 87,5 92,4 93,9 92
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Veri ca-se deste modo, que utilizando a nova estratégia de controlo, não só se ve- ri ca que a temperatura interior do reservatório nunca atinge os 100oC, os valores das
fracções solares são bastante razoáveis, especialmente em Faro, apesar de em alguns meses, a fracção solar ser superior a 70%, principalmente na estação de arrefecimento. Através da estratégia de controlo utilizada, é possível regular a temperatura do re- servatório para que esta nunca atinja os 100oC, através do caudal de água da rede
insu ado no reservatório. Veri cam-se fracções solares inferiores a 50% em alguns me- ses da estação de aquecimento, no entanto, estes valores são expectáveis de acordo com as condições climáticas dos locais. Como o sobreaquecimento não é problemático, para efeitos de cálculo, serão utilizados colectores, cuja inclinação é equivalente à latitude do local.
Os consumos energéticos, quer da bomba, quer da caldeira são praticamente idên- ticos aos do sistema anterior. Os resultados obtidos, são no entanto bastante positivos, não sendo necessária a análise desta solução.
Para determinar o número de anos necessários, para a instalação do colector solar se tornar rentável, deve ser veri cada a equação 3.4.
C.I.Sol. = LeSol.· na [e] (3.4)
Sendo:
• C.I.Sol.: Custo da instalação do sistema solar para AQS, neste valor encontra-se
incluído o valor dos colectores, o valor das suas ligações e do reservatório7 [e];
• na: Número de anos apartir do qual, através do investimento inicial, se obtém
retorno económico [anos];
O número de anos necessário para se obter retorno económico, com a instalação do sistema solar de AQS, encontra-se representado na tabela 3.15.
Tabela 3.15: Número de anos necessários para ser obtido retorno económico, com a instala- ção do sistema solar
Bragança Porto Faro na 49,2 50,5 37,9
Outra forma de regular o valor da fracção solar, seria através da colocação de objectos para a obstrução da radiação solar captada pelo colector solar, no entanto esta análise não será feita, pois a versão do TRNSYS utilizada, apenas possuí uma obstrução disponível para os componentes (podem ser o Type 64, Type 67 ou Type 68 ) [58], que reduz signi cativamente os valores da fracção solar.
Será agora realizada a comparação entre os resultados obtidos por esta solução com os das soluções, que não utilizam colectores solares para AQS. Uma destas soluções, utiliza apenas a caldeira já testada (SSR) para o aquecimento da água proveniente da
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
rede, enquanto a outra incluí a caldeira e o reservatório(SSC)8.
Os resultados encontram-se representados nas guras 3.17 e 3.18 e nas tabelas 3.16 e 3.17.
Figura 3.17: Consumos energéticos anuais para o sistema de AQS, sem reservatório nem