Requisitos de Operação – Sistemas de Aquecimento Solar

Circuito Secundário em Alta Pressão

Em instalações onde o sistema é pressurizado, se faz necessário observar alguns itens fundamentais para o bom funcionamento, durabilidade e segurança dos equipamentos e usuários. Estas modificações buscam atender aos requisitos de operação da HELIODIN, atendendo e superando assim as solicitações das normas brasileiras e europeias. Estes requisitos são complementares às instruções de nossos manuais e todas as instalações que operam com pressões superiores à 0,5 kgf/cm2 devem ser modificadas para atendê-los. Abaixo os itens a serem acrescentados no circuito hidráulico das instalações:

Manômetro com ponta de arraste

O manômetro deverá ser instalado na tubulação de consumo de água quente, próximo ao reservatório. Sua função é informar qual a pressão em que está operando o sistema e através da ponta de arraste, informar a pressão máxima atingida durante o aquecimento.

Especificações mínimas:

Temperatura de trabalho: 70ºC.

Temperatura máxima: 100ºC.

Escala: de 0 à 6 kgf / cm2.

Válvula eliminadora de ar – Ventosa

A válvula ventosa permite que o ar ou vapor saia da tubulação livremente, facilitando o escoamento da água até o ponto de consumo.

Especificações mínimas:

Temperatura de trabalho: 70ºC.

Temperatura máxima: 100ºC.

Válvula de segurança e quebra-vácuo

A válvula de segurança e quebra-vácuo é a última proteção do reservatório térmico, sendo responsável por impedir que a pressão interna do reservatório ultrapasse os limites mínimos (vácuo) e máximos (excesso de pressão). O projeto da instalação deve levar em conta que esta válvula não deve atuar com regularidade, por ser um dispositivo de segurança, seu funcionamento só é justificado em situações de emergência.

A instalação deve ser feita o mais próximo possível do reservatório, observando que deve-se direcionar sua saída para um local onde um eventual fluxo de água quente seja escoado com segurança e que possa ser identificado pelo usuário para que execute as verificações pertinentes.

Vaso de expansão

O vaso de expansão possui uma membrana interna que divide seu volume ao meio, sendo 50% ocupado pela água a ser aquecida e outros 50% ocupados com ar pressurizado. Esta bolsa de ar é responsável por absorver a variação de volume e pressão provocados pela própria expansão térmica da água e pelo golpe de aríete.

Seus benefícios podem ser observados pelo gráfico abaixo, onde nota-se que a linha de pressão azul (com vaso de expansão) apresenta mínima oscilação se comparada à linha vermelha (sem vaso de expansão). O sistema sem vaso de expansão ainda opera por algum tempo com a pressão elevada.

Especificações mínimas

Volume: 4% do volume do reservatório

Pressão no lado do ar: 3,5 kgf/cm2

Temperatura de trabalho: 70ºC

Temperatura máxima: 100ºC

 

 

 

 

Pressurizador

A seleção do modelo de pressurizador deve considerar que:

  • A pressão total máxima do aquecedor à temperatura máxima é de 4,0 kgf/cm2;
  • A água quando aquecida expande, ou seja, aumenta de volume, gerando um incremento significativo de pressão;

A determinação da relação entre a expansão da água e o aumento de pressão é um cálculo complexo e que deve considerar também a expansão volumétrica de diversos componentes da instalação, em função da temperatura. No entanto, para ilustrar as grandezas efetuamos um teste com as seguintes características:

  • Reservatório HDP200
  • Aquecimento por resistência elétrica

 

Temperatura inicial: 16ºC Pressão inicial: 1,0 kgf/cm2
Temperatura final: 60ºC Pressão final: 2,4 kgf/cm2

Sendo assim, é razoável afirmar que um sistema cujo pressurizador fornece 3,0 kgf/cm2 com a água fria, pode, durante o aquecimento pelo Sol, ultrapassar os 4,0 kgf/cm2. Com o objetivo de não permitir que a pressão chegue à 4,0 kgf/cm2 durante o aquecimento normal, deve-se utilizar um pressurizador com curva máxima de pressão de até 2,0 kgf/cm2.

Pressão máxima do pressurizador: 2,0 kgf/cm2.

Esquema de montagem – Sistema de alta pressão sem pressurizador

O sistema cuja alta pressão é obtida com a elevação da caixa de água fria necessita de um sifão (em substituição à válvula de retenção) para impedir que a água quente retorne à caixa d’água fria. Como a caixa d’água fria está aberta à atmosfera, mesmo com o aquecimento, a pressão não excederá o limite do reservatório. Neste caso, o vaso de expansão atua somente como amortecedor do golpe de aríete.

OBS.: Vaso de expansão

Volume: 4% do volume do reservatório

Pressurizar lado do ar com 3,5 kgf/cm2

Esquema de montagem – Sistema de alta pressão com pressurizador

O sistema dotado de pressurizador deve ser montado com válvula de retenção (em substituição ao sifão) para evitar retorno de água quente à rede fria. No entanto, entre o reservatório e a válvula de retenção, deve haver um vaso de expansão para absorver a expansão da água e os golpes de aríete. Além disso, o pressurizador deve ter curva de pressão máxima: 2,0 kgf/cm2.

OBS.: Vaso de expansão

Volume: 4% do volume do reservatório

Pressurizar lado do ar com 3,5 kgf/cm2

OBS.: Pressurizador

Pressão máxima: 2,0 kgf/cm²

Manutenção Preventiva

A manutenção preventiva é tão importante quanto uma boa instalação, pois é através destas inspeções periódicas que podemos garantir o bom funcionamento de todos os componentes do sistema, inclusive verificar se os dispositivos de segurança estão realmente atuando e em boas condições.

No mínimo a cada 6 meses, recomendamos:

  • Inspecione e mantenha os limites para a qualidade de água para consumo humano, como:
  • PH: 6,0 à 9,5
  • Cloro livre: 2,0 mg / L (valor máximo permitido)
  • Dureza cálcica: 500 mg / L (valor máximo permitido)
  • Inspecione as válvulas, registros e toda a tubulação em busca de vazamentos;
  • Inspecione a base do reservatório térmico e seu alinhamento;
  • Inspecione os pontos de fixação das tubulações e dos coletores solares;
  • Teste o funcionamento das válvulas, registros e demais acessórios;
  • Calibre o vaso de expansão com 3,5 kgf/cm² no lado do ar;
  • Limpe o coletor solar, sempre no período da manhã, com o coletor solar frio. Use uma mangueira sem pressão para remover a poeira e outras sujeiras. Se for necessário esfregar, utilize uma escova macia e sabão neutro;
  • Faça a drenagem de todo o sistema;
  • Durante a limpeza da caixa d’água, feche o registro do sistema solar, para evitar que os produtos de limpeza danifiquem o sistema solar;
  • Em regiões litorâneas, a manutenção preventiva deve ser intensificada.

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