AQUECEDOR SOLAR DE BAIXO CUSTO - ASBC (Parte 2)
Enviado por DicasPraticas em 01 junho 2010 19:22:15

4. Instalação do sistema ASBC

4.1 Interligação dos coletores

Após a montagem dos coletores e do reservatório o usuário deverá fazer a interligação entre eles por meio da tubulação de PVC. Em instalações residenciais, usuários do ASBC informaram que não utilizaram a cola de PVC em tubos e componentes, e sim a fita veda rosca - sempre com bons resultados. A ausência da cola permite que sejam feitas as adequações iniciais necessárias. Após todos os testes, as conexões do ASBC podem ser coladas definitivamente, caso o montador assim o deseje.

Em sistemas residenciais, os coletores sempre devem ser ligados em paralelo, o que significa uma interligação contínua dos tubos de baixo, assim como a dos tubos de cima. As conexões entre os coletores devem ser feitas, pelo menos na fase inicial, sem o uso de adesivo. As opções de como fazer as conexões podem ser resumidas na tabela 3.

 

 

 


Tabela 3 - Formas de interligação das conexões

Conexão com camada de fita de teflon (fita veda rosca) Facilita a montagem e desmontagem
Conexão a seco e sem adesivo Maior esforço para montar e desmontar, resultando uma conexão mais firme
Conexão com adesivo Tigre Menor esforço e montagem definitiva, padrão PVC

Após a conexão dos coletores, irão restar quatro "pontas". Duas delas servirão para a circulação de água; uma para a entrada de água fria pelo tubo inferior (furo 1 do reservatório), e a outra, diametralmente oposta no tubo superior, para o retorno de água aquecida (furo 2 do reservatório). Nestas duas pontas devem ser colados os joelhos 90º. As outras duas serão seladas, sendo que na ponta inferior, selar com um adaptador bolsa/rosca e cap com rosca e na outra ponta, no tubo superior, fechar com cap colado.

4.2 Fixação e inclinação dos coletores

Determinada a posição dos coletores no telhado, se possível direcionados para o norte geográfico e sempre respeitando as alturas relativas entre caixa d'água e coletores, o usuário fixará os coletores na estrutura de madeira do próprio telhado. Essa fixação deve ser feita com fios de cobre rígidos de longa vida no ambiente externo, evitando abraçadeiras plásticas de correr, que sofrem rapidamente a ação do tempo. (Leia com atenção os Anexos 1 e 2 desse manual).

Caso os coletores sejam instalados em uma laje, deve-se considerar como inclinação ótima, a latitude do local acrescida de 10 graus. Por exemplo, em São Paulo a latitude é 23°, portanto a inclinação deve ser 33°. No caso de residências com telhados que não atingem a inclinação sugerida (latitude + 10°), pode-se compensar essa diferença com o acréscimo de mais um coletor, caso a temperatura da água do banho no inverno esteja abaixo do esperado.

Antes de fixar os coletores definitivamente, é necessário manter uma pequena inclinação lateral no conjunto para facilitar a eliminação de bolhas de ar dos coletores e tubulações, permitindo que elas subam naturalmente até o reservatório, saindo pelo ladrão. Ensaios em laboratório indicam que para cada 1 m de coletor 2 cm de inclinação lateral são suficientes para garantir a movimentação das bolhas de ar da tubulação. Resumindo, o lado da saída da água quente dos coletores deve ser o ponto mais alto do conjunto.

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4.3 Interligação coletores com reservatório

Após a fixação dos coletores na posição definitiva faça a interligação dos coletores com o reservatório. O reservatório deve estar acima do nível das placas, e quanto maior este desnível, melhor a circulação de água entre os coletores e o reservatório. Assim, é necessário que a cota inferior do reservatório (fundo) esteja pelo menos na cota superior dos coletores (tubo superior), ou então, seguindo as informações do anexo 1.

Portanto quanto mais próximo o reservatório estiver da cumeeira e o coletor próximo da borda externa de uma das águas do telhado, melhor será a circulação de água no sistema. Este desnível, porém, não deve ser maior do que 3 metros, dadas as limitações de pressão nos coletores plásticos do ASBC.

Na eventualidade de que seja impossível manter os coletores abaixo do fundo da caixa, isto é, instalando-os na altura da própria caixa, estaremos diante da situação descrita detalhadamente no trabalho presente no site: site> projeto ASBC> componentes - conceitos originais> válvula de retenção light e os detalhes de como fazer essa válvula light em: site> como fazer> FAQ> FAQ 9.002, com a pergunta: O que devo considerar no caso de coletores estarem no mesmo nível do reservatório térmico?

Principal cuidado com os coletores instalados à altura do reservatório: o tubo superior dos coletores deve estar pelo menos 5 cm abaixo do nível máximo (usual) da água dentro do reservatório.

As interligações devem ser feitas com tubos e conexões de 32 mm. Aconselha-se nessa fase experimental da montagem utilizar duas voltas de fita veda rosca (teflon) para facilitar o encaixe e desencaixe das conexões. Inicie as interligações conectando o tubo que sai do furo 1 da caixa com o joelho inferior esquerdo dos coletores. O tubo de retorno de água quente sai do joelho superior dos coletores, no lado oposto da entrada de água fria, e é conectado no furo 2 do reservatório, por meio de um adaptador com flange anel de 32 mm.

Observação: no caso da necessidade de uso da válvula light, sua flange deverá estar um pouco acima do tubo superior dos coletores, acelerando, por pouco que seja, a circulação natural entre reservatório e coletores.

A instalação dos coletores à altura do reservatório, traz, além de uma redução de eficiência térmica do ASBC, pela redução da velocidade de circulação da água, a possibilidade de sua interrupção. Ela acontece como resultado de uma ausência momentânea de água da rede pública, baixando o nível na caixa, expondo a flange de retorno e bloqueando assim toda a circulação solar da água.

Figura 04: interrupção da circulação por falta de água da rede.

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Formação de gases no ASBC e sua eliminação

É importante que a tubulação de retorno da água dos coletores tenha uma inclinação sempre crescente em direção ao reservatório. Os gases liberados pela água durante seu aquecimento nos coletores, devem escoar até o reservatório. Se houver algum ponto alto no meio do caminho (uma inflexão), poderá ocorrer acúmulo de ar, interrompendo a circulação natural da água.

Se for impossível evitar a inflexão, instale neste ponto alto do tubo de retorno, um respiro (tubo vertical partindo do ponto alto do retorno), cuja ponta deve estar 10 cm mais alta do que o nível máximo de água na caixa. O respiro pode ser um tubo de alumínio, tipo antena de TV, um tubo de PVC de 20 mm ou outro meio que o montador achar adequado.

Figura 05: exemplo conceitual de um respiro.

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Depois de concluída a instalação é conveniente pintar toda tubulação exposta ao sol com esmalte sintético preto fosco para aumentar sua vida útil. Se desejar este é o momento de interligar com adesivos os componentes de PVC.

4.3.1 Isolamento dos tubos de interligação

A experiência demonstra que tubulações com mais de 3 metros devem ser termicamente isoladas para minimizar perdas. Aconselha-se proteger a camada de material isolante (escolhido a gosto do instalador), com uma chapa fina de alumino. Quando o tubo estiver abaixo do telhado a proteção do alumínio torna-se desnecessária, pela ausência de chuva e da radiação ultra violeta. Na ausência de chapa de alumínio, usar chapa de lata de tinta de 18 litros.

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4.3.2 Proteção dos coletores solares antes do enchimento com água

A presença da irradiação solar de verão sobre os coletores antes de estarem cheios de água pode afetar definitivamente suas características mecânicas. Aconselha-se enfaticamente que enquanto o sistema não estiver completamente cheio de água, e circulando, os coletores solares sejam cobertos (exemplo: papelão, folhagens, jornal, etc.).
Veja: site > como fazer > manuais > dúvidas e sugestões

4.4 Interligação entre o reservatório e o chuveiro elétrico

Ainda falta a interligação do reservatório ao chuveiro. Essa tubulação pode ser feita com um tubo PVC marrom soldável de 20 mm, porém recomenda-se que a tubulação, caso embutida, seja de cobre, CPVC ou outros especiais para altas temperaturas. A utilização de tubos especiais evitará a troca da tubulação caso o usuário deseje substituir o ASBC por outro sistema de aquecimento que forneça água a uma temperatura muito superior ao do ASBC. A distância entre o reservatório térmico e o chuveiro elétrico deve ser a menor possível, a fim de minimizar as perdas térmicas e reduzir o tempo de espera de chegada da água quente.

Continua

4.4.1 Configurações da interligação

Existem 3 configurações possíveis para a interligação da tubulação do reservatório térmico para o chuveiro elétrico. O usuário deve escolher a que melhor se adapta à sua residência.

A primeira, de melhor estética, é embutir a tubulação de água quente na parede do banheiro. A tubulação que vem do reservatório térmico é interligada nessa tubulação usualmente por intermédio de um nipel, e normalmente dentro do forro da casa. A tubulação que ficar embutida deve ser do tipo usada em qualquer sistema profissional de aquecimento. Os tubos devem ser resistentes a altas temperaturas como tubos de cobre, CPVC, polipropileno, polietileno, etc. Nessa configuração vão ficar aparente apenas os registros para água quente e fria. Dentro da parede deve haver um Tê de 90° (próprio para água quente) com rosca para ligação das tubulações "quente - fria", constituindo-se assim o misturador (ver mais detalhes nesse manual no Anexo 1 o  tópico 2). Saindo deste Tê, segue apenas um tubo (próprio para água quente) que leva a água já misturada até o chuveiro. As normas internacionais indicam que o registro de água quente fique do lado esquerdo do registro de água fria.

Para as configurações 2 e 3 - o tubo de PVC marrom, aquele que a gente usa normalmente, não deve ser embutido. Se houver real desejo de embutir por motivos estéticos, siga as orientações da primeira configuração.

A segunda configuração possível é muito semelhante à primeira, sendo que a tubulação, vinda do teto, ficará aparente, descendo até a uma altura desejada, (por exemplo, a do registro de água fria pré existente), onde será instalado o registro da água quente, subindo o tubo depois do registro em direção ao chuveiro. No tubo de alimentação do chuveiro deve ser instalado um "Tê", entre a saída da tubulação de água fria da parede e o tubo de alumínio que leva ao chuveiro. A tubulação aparente de água quente deve entrar na bolsa central deste Tê, configurando-se assim o misturador. No sistema ao lado ainda não foi instalado o dimmer.

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A terceira opção é um meio termo entre as duas primeiras, com menos "quebradeira" que a primeira e de melhor estética que a segunda, além de mais econômica. Será necessário apenas um furo na laje, para a descida vertical do tubo que carrega a água quente, e um registro de esfera de 20 mm soldável com borboleta. Utilizando o mesmo Tê da segunda opção, ligar na bolsa central a tubulação da água aquecida que vem do reservatório térmico; em uma das entradas do Tê ligar o chuveiro e na outra a tubulação de água fria. Para acionar o registro de esfera é necessário fazer uma haste adaptando uma extensão na manopla (borboleta) do registro, levando o comando até a altura da mão do usuário. Convém que a extensão não seja muito comprida para evitar que crianças se pendurem nela.

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4.4.2 Como manter a temperatura da água para um melhor banho matinal

Em residências onde se deseje tomar um banho matinal utilizando a água aquecida pelo ASBC é necessário manter o volume de água armazenado na máxima temperatura. Para isso é necessário garantir que parte do volume de água aquecida no dia anterior se mantenha quente para ser utilizado na manhã seguinte. Assim recomenda-se que a torneira de bóia não complete a água do reservatório com água fria, durante a seqüência dos banhos noturnos.

Para isso é necessário instalar um registro que interrompa a alimentação do reservatório quando iniciar os banhos noturnos. Esse registro pode ser instalado no interior do banheiro. Será fechado antes do primeiro banho e só será aberto após o último banho matinal. Na manhã seguinte, após os banhos matinais, o reservatório começa a encher novamente e permite que a água se aqueça pela energia solar.

4.5 Ligação do dimmer ao chuveiro

Em dias nublados ou chuvosos, a temperatura da água poderá ficar inferior ao valor desejado. Assim, para elevar a temperatura a um valor confortável, instala-se um controlador de potência do tipo dimmer em série com os fios de alimentação do chuveiro elétrico. O dimmer permite que se utilize somente a potência necessária para elevar a temperatura, evitando o superaquecimento da água do banho. Antes de instalar o dimmer, leia com muita atenção as instruções do fabricante.

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4.6 O boiler pré-existente

Para evitar despesas desnecessárias de energia, sugere-se desativar o boiler fazendo uma ligação direta entre saída quente do ASBC com o tubo que já acessava o chuveiro ou ducha. Com a eliminação da função de aquecimento do boiler (disponibilizando-o para possível uso futuro) torna-se necessário substituir a ducha por um chuveiro elétrico com dimmer ou eletrônico. Caso o instalador deseje manter o boiler na função de aquecedor de apoio, a SoSol pode apresentar detalhes de como isso poderia ser realizado. Porém, essa opção consome muito mais energia elétrica.

4.7 Peças e complementos de interligação

A relação a seguir descreve as principais peças e complementos necessários para a interligação de coletores, reservatório e o chuveiro elétrico.

Quant. Peças Finalidade
Caixa - Chuveiro
01 Dimmer eletrônico Controlar a potência do chuveiro
01 Tê de 90° com rosca de ½" Unir a entrada de água fria com a entrada de água aquecida e enviar para o chuveiro.
01 Nipel roscável de ½" Interligar o dimmer à rosca de encaixe do chuveiro (água fria)
01 Registro esfera com borboleta de ½" Controla o fluxo de água aquecida no chuveiro
01 Tubo de PVC 25 mm, aproximadamente 1 metro Montagem da haste de acionamento
01 Cap marrom soldável 25 mm Componente da haste de acionamento
01 Joelho 90° marrom soldável 25 mm Componente da haste de acionamento
Coletores - Caixa
xx Tubo de 32 mm PVC rígido e possíveis componentes Interligar o sistema de coletores ao reservatório
Fio de cobre rígido 2,5 mm, arame galvanizado, abraçadeira Fixar os coletores no telhado
Fita veda rosca (fita teflon) Vedar roscas e facilitar os encaixes
Material isolante - jornal, carpete, EPS, etc. Isolar termicamente a tubulação
Chapa de alumínio ou de lata de óleo Proteção dos isolamentos da ação do Sol e da chuva

4.8 Enchimento do ASBC

Abrir a tampa do reservatório e acionar o registro que controla a torneira de bóia. A água ao subir vai fluir pelo tubo de 32 mm de saída de água fria iniciando o enchimento dos coletores. Passados alguns minutos, os coletores estarão cheios e a água estará chegando à caixa pelo tubo de retorno dos coletores.

Cuidado: Nunca permita que no enchimento os coletores recebam água vinda do lado direito da caixa (retorno). O enchimento simultâneo dos coletores leva à criação de grandes bolhas de ar que vão impedir a circulação natural entre coletores e caixa.

Caso isso aconteça, facilmente verificável pelo toque da palma da mão sobre a superfície dos coletores confirmando presença de áreas mais quentes, as seguintes medidas podem ser tomadas:

Inserir o esguicho de água no tubo de saída do aquecedor (dentro da caixa). Abrir a torneira cuidadosamente até verificar que grandes bolhas de ar estão saindo do lado do retorno. Fechar a torneira e retirar o esguicho.

Na inexistência do esguicho, abrir o cap branco com rosca deixando, a água escapar até secar os coletores. Fechar a saída com o cap e reiniciar o enchimento da caixa com os devidos cuidados. Caso o retorno se situe no mesmo nível ou abaixo da flange de saída para os coletores, existe um método simples para evitar que a água entre pela flange de retorno, sem que se impeça o escape do ar proveniente dos coletores que estão sendo inundados internamente.

Isso se faz com 5 cm de tubo de 32 mm, um joelho de 90º e outro pedaço de tubo de 32 mm com aproximadamente 20 cm de comprimento. Veja a figura ao lado.

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Reforçando: Evite que água entre simultaneamente pelos tubos que acessam os coletores (saída e retorno), pois nesse caso poderá ocorrer uma retenção de ar nas placas gerando grandes bolhas que impedirão a circulação natural da água aquecida.

Enquanto o reservatório enche, retire a proteção de sombreamento que cobria os coletores e verifique se há vazamentos em qualquer lugar dos tubos e dos coletores. Controle o nível da água na caixa entortando adequadamente a haste da torneira de bóia.

4.9 Primeiro acionamento do ASBC

Aconselha-se que o usuário sempre acione em primeiro lugar o registro de água quente. Caso a temperatura da água aquecida esteja abaixo do esperado, o usuário pode complementar o aquecimento acionando o ajuste fino do dimmer, fixado próximo ao chuveiro elétrico, que elevará a temperatura da água somente o necessário. Caso a água esteja a uma temperatura agradável ele não precisa acionar o dimmer. O registro de água fria só será utilizado quando o usuário sentir necessidade de diminuir a temperatura da água aquecida pelo sol ou então quando quiser tomar um banho frio.

5. Comentários finais

5.1 Potabilidade da água fornecida pelo ASBC

As placas de forro alveolares de PVC têm em sua formulação aditivos que podem alterar a potabilidade da água. Com base em testes realizados no laboratório de análise química do IPEN, a presença de aditivos na água, acima dos parâmetros legais, é observada somente nas primeiras semanas de circulação da água pelos coletores (não mais do que quatro). Nas semanas seguintes a água já entra em regime de potabilidade, apresentando somente traços destes aditivos. Assim a Sociedade do Sol recomenda que o usuário, nas primeiras quatro semanas de uso, não a utilize para cozinhar e nem para beber. Além desse cuidado inicial, aconselha-se que sempre que o sistema ficar inativo por sete dias ou mais (ausência de moradores, férias, etc) toda a água do reservatório seja trocada. A água parada em um ambiente, mesmo que escuro e quente, apresenta condições para o desenvolvimento de microorganismos.

5.2 Cuidados na operação

Por sua natureza, o ASBC ainda é um produto experimental. Diariamente chegam sugestões de montadores de todo o Brasil, sugerindo novas idéias que podem facilitar a manufatura das peças e montagem do sistema. Sinta-se à vontade para enviar sugestões e comentários que possam resultar numa melhora da eficiência do ASBC.

Por outro lado existem também aqueles montadores que por dificuldade de interpretação do manual ou outros problemas, não ficam satisfeitos com o aquecimento fornecido pelo sistema. Para esses, sugerimos que antes de desistirem de colocar o sistema em operação definitiva, atentem às sugestões a seguir:

5.3 Manutenção

O ASBC é um equipamento que não necessita de manutenção e reparos constantes. Entretanto recomendam-se atenções no decorrer de sua utilização.

Coletores

Inspeção visual: Uma vez por ano analise a superfície negra e a região colada, porém sem forçá-los. Procure rachaduras ou descolamentos nessas regiões.

Superfície Negra: Os coletores deverão ser repintados de tempos em tempos, dependendo da região do Brasil e de sua insolação. A tinta preta fosca sintética pode operar bem até cerca de 3 anos quando totalmente exposta às intempéries.

Limpeza interna do sistema: Uma vez ao ano sugere-se desatarraxar o Cap com rosca 1" (branco) do sistema de coletores. A água do reservatório térmico esvaziar-se-á pela nova abertura. Observar a cor da água. De início marrom, devido aos depósitos de barro e outros materiais dentro dos tubos de PVC. Pouco tempo depois ela clareará e o Cap já poderá ser recolocado e reapertado. Não esquecer de passar veda rosca para evitar pequenos vazamentos neste local.

Excesso de torção no manuseio do Cap: Lembrar que ao desatarraxar e reapertar o Cap, sempre prender o tubo de PVC com alicate ou com uma mão firme para evitar que a torção desta operação force o coletor solar, nas linhas de colagem entre placa / tubo.

Reservatório térmico - Leia com muita atenção !!!

Inspeção visual externa: A cada seis meses faça uma verificação cuidadosa do seu estado, incluindo vazamentos.

Inclua nesta inspeção UMA VIGOROSA AÇÃO DE LIMPEZA DA CAIXA DE ÁGUA TÉRMICA, TAL COMO SUGERIDO NO SITE DA SABESP:

http://www.sabesp.com.br => Uso Racional da Água => Dicas e Testes => Limpeza de Caixa d'Água

Esta operação de limpeza é obrigatória para qualquer tipo de caixa de água.
No caso de aquecedores solares esta limpeza é ainda mais importante diante da potencial facilidade com que algas e bactérias se multiplicam em ambientes mornos a quentes.


Se o reservatório térmico for de EPS (Isopor) e se ele estiver exposto à luz solar e ao tempo sem proteção especial, ele pode sofrer rápido desgaste e deformidade em seu formato.

Verifique também a qualidade do filme plástico ou cobertura interna de proteção contra vazamentos. Uma excelente forma de verificar se houve vazamento é a de tentar levantar o reservatório vazio. Se ele estiver muito mais pesado do que a caixa quando nova, esta caixa já vazou e perdeu sua capacidade de isolamento térmico.

Inspeção visual interna do reservatório térmico: Observe o funcionamento das peças complementares.

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5.4 Lista com sugestão de fornecedores

Para os Manuais dos ASBCs On-Line, a lista com sugestão de fornecedores de materiais se encontra em uma única página. Isso foi feito para evitar duplicidades e listas desatualizadas.

Continua  ( veja parte 3 )