Como funcionam os Aquecedores Solares de Água

Redacao Dicas Verdes 25/04/2020 730 Views

O núcleo de um aquecedor solar de água é um coletor solar e um tanque de armazenamento. Um coletor solar é basicamente uma caixa envidraçada com um interior de cor escura e, geralmente, um monte de tubos ou passagens para o fluxo de água.

(A vidraça é uma camada de material, geralmente de vidro, que ajuda na retenção de calor.) O coletor solar transforma a radiação do sol em calor. Um tanque de armazenamento é exatamente o que parece. Ele segura a água.

Essa é a configuração básica, e alguns sistemas não são muito mais complicados que isso. A primeira distinção entre aquecedores solares de água é cortada e seca: passiva ou ativa? Um aquecedor ativo usa bombas e controles elétricos para mover a água pelo sistema. Um aquecedor passivo usa apenas forças da natureza. Passivo é o mais simples dos dois.

Existem dois tipos principais de sistemas passivos :

Lote : isso é tão simples quanto um aquecedor de água. É apenas um ou mais tanques de água dentro de um coletor solar (sem tubos neste). A água aquece bem dentro do tanque, e a gravidade ou a convecção natural (a tendência da água quente subir) move a água do tanque para os canos de uma casa.
Termossifão : O tanque de água é separado do coletor solar. A água fria se move através dos tubos de um coletor solar e a convecção natural bombeia a água quente resultante para um tanque de armazenamento. Do tanque de armazenamento, a água viaja para os canos de água da casa.

Os sistemas ativos geralmente se enquadram em uma de três categorias:

Direto : a água se move através dos coletores solares e entra em um tanque de armazenamento com a ajuda de bombas e controles elétricos.
Indireto : em vez de aquecer a água, os coletores solares aquecem um fluido de “transferência de calor”, como anticongelante. O anticongelante flui para a tubulação selada de um trocador de calor, onde é cercado por água. A água pega o calor do anticongelante (mas nunca se mistura com ele) e é bombeada para um tanque de armazenamento.
Drainback : Um sistema de drenagem é como o sistema indireto, exceto pelo uso de água destilada como líquido de transferência de calor, e possui um tanque de “drenagem” separado para a água destilada. Bombear todo o líquido de transferência de calor para fora do sistema e para dentro de um tanque interno o torna ideal para climas mais frios, já que o líquido não é exposto ao clima extremamente frio.

Seja o sistema solar passivo ou ativo, custa muito mais do que você pagaria por um modelo a gás ou elétrico (mais tarde, sobre o preço). Mas algumas pessoas estão cortando os custos criando seus próprios. Como se vê, o tipo mais básico, o aquecedor de lotes, é um projeto de construção em casa relativamente simples.

Aquecedores solares de água caseiros

Construir um aquecedor solar de água não é exatamente para iniciantes. Requer a instalação de tubos, vidro e, de preferência, isolamento. Mas para o tipo faça você mesmo, é um projeto ideal para economizar dinheiro e planeta. Você pode construir um aquecedor de água em lote por menos de R$ 100.

Um aquecedor de lote também é chamado de aquecedor solar de água passivo integral – “integral” porque o coletor solar e o tanque de armazenamento são combinados. É o sistema mais simples de construir em casa, e realmente requer apenas algumas partes básicas. (Esta é apenas uma breve visão geral; para obter instruções completas, consulte a barra lateral de bricolage.)

Tanque aquecedor elétrico de água (usado é bom, desde que esteja em boa forma)
Tinta preta
Caixa de madeira compensada (grande o suficiente para acomodar o tanque)
Folhas de vidro
Tampa articulada para a caixa (para reduzir o resfriamento noturno)
Material isolante
Tubos / conexões
Suportes (para telhado, lado da casa ou nível do solo)

A construção é bem direta:

Pinte o tanque de água de preto.
Prenda o vidro na parte superior da caixa.
Isole a caixa e a tampa adicional e faça furos na caixa para tubos de entrada e saída.
Prenda o tanque de água dentro da caixa.
Encaminhe a água fria que entra no fundo do tanque e a água quente que sai da parte superior do tanque para o tanque do aquecedor de água da casa
Monte a unidade no local desejado (o teto geralmente é melhor para exposição ao sol).

Embora a construção do aquecedor de água possa ser bastante fácil, há outros fatores a serem considerados. Você precisa determinar a localização privilegiada do aquecedor, para que fique exposto ao máximo de luz solar por dia, o que pode levar algum cálculo. Você também precisa garantir que o local ideal possa suportar o peso da configuração. E, como em qualquer outro aquecedor de água, você precisa descobrir qual é o tamanho do tanque para não ficar sem água quente no meio do chuveiro – e determinar a quantidade de superfície de vidro necessária para aquecer esse volume de água.

Se você não se sentir à vontade para fazer essas determinações, poderá gastar dinheiro com uma configuração criada profissionalmente.

De qualquer forma, existem alguns prós e contras gerais associados aos aquecedores solares de água. Vamos começar pelo lado positivo.

Benefícios dos aquecedores solares de água

Os benefícios do aquecimento solar de água são numerosos e consideráveis. Primeiro, você economiza na sua conta de luz.

Provavelmente, seu uso de eletricidade para aquecimento de água será reduzido em pelo menos metade. Quanto você realmente economiza depende do clima em que vive. Se você estiver no noroeste dos EUA, onde o sol não brilha muito durante uma boa parte do ano, suas economias serão menores do que se você mora em um local extremamente ensolarado como o Arizona, porque há menos combustível disponível para o seu sistema.

Mas se você mora em lugares mais frios, pode diminuir sua conta de aquecimento de energia em até 90%

E depois há a correspondente redução na poluição. Uma redução de 50% no uso tradicional de energia (emitida) significa uma redução de 50% nas emissões _de CO ₂ . Portanto, a instalação de um aquecedor solar de água reduziria pela metade a sua pegada de carbono na água quente. Ao mesmo tempo, você economiza combustíveis não renováveis para aplicações para as quais atualmente não existem fontes de energia renovável facilmente disponíveis.

Por causa dos benefícios do aquecimento solar de água, adicionar uma unidade à sua casa também aumentará seu valor. Assim, você poderá receber o dinheiro que colocar em um sistema de aquecimento solar ao vender sua casa.

O que nos leva ao principal negativo: o dinheiro que você coloca. Enquanto a luz do sol é gratuita, o sistema necessário para convertê-lo em água quente para sua casa pode custar um centavo se você seguir o caminho profissional.

A principal desvantagem do aquecimento solar de água é o preço inicial. Você pode comprar um novo aquecedor de água elétrico ou a gás de alta eficiência por R$ 800 e provavelmente menos; um aquecedor solar de água custa entre RS 1.500 e R$ 3.500 instalados. Você pode reduzir esse preço instalando você mesmo ou construindo o seu, mas a maioria das pessoas o instala por especialistas, pois geralmente há trabalho no telhado. No entanto, existem incentivos financeiros federais (e possivelmente estaduais) disponíveis para a instalação de aquecedores solares de água; portanto, seu custo final provavelmente será menor.

Também é importante lembrar que você fará esse dinheiro de volta. Mas quanto tempo leva para recuperar o investimento inicial depende de onde você mora, quanta água quente você usa e o custo da eletricidade. Se você mora em um local extremamente ensolarado, usa toneladas de água quente e o custo de gás ou eletricidade aumenta a cada ano, economiza mais e pode recuperar o investimento inicial em apenas alguns anos. Mas se você estiver no RJ por exemplo, o custo da energia tradicional diminui e você toma banho de cinco minutos, lava a roupa em frio e lava a louça manualmente, sua economia anual não será tão significativa. Nesse caso, pode levar uma década para obter um retorno financeiro do seu investimento.

Algumas outras preocupações incluem:

Temperatura : se você mora em um local muito frio, os modelos de aquecedor direto (lote, termossifão e ativo direto) podem não estar disponíveis para você devido ao risco de congelamento.
Orientação doméstica : Para ter uma configuração eficiente, você precisa ter um local de montagem com considerável exposição ao sol; habitações da cidade podem não se qualificar.
Qualidade da água : se a água da sua casa for particularmente dura ou ácida, talvez você não seja candidato a um sistema ativo. Água dura ou ácida pode corroer os sistemas de circulação de água.
Requisitos de energia : Como os sistemas ativos dependem de máquinas com alimentação elétrica, eles não funcionam durante uma queda de energia.
Regulamentos de construção : Algumas áreas, como as que são propensas a terremotos, têm limites rígidos de peso para equipamentos montados no telhado. Um aquecedor solar de água pode ser muito pesado.

Como nos sistemas movidos a energia solar em geral, um aquecedor solar de água pode ou não ser ideal para suas circunstâncias particulares. Mas oferece alguns benefícios significativos que podem valer a pena o esforço para fazê-lo funcionar.