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Prado, Racine. Operação de sistemas de aquecimento solar de água com controle de vazões em coletores planos. Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Sao Paulo, BT/PCC/412, 20 , 2005.
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Resumo

O presente trabalho apresenta um estudo experimental sobre o efeito do controle de vazões em sistemas de aquecimento solar de água em instalações com grande número de coletores, onde o gradiente de temperatura não é suficiente para circular a água por termossifonagem. Os resultados experimentais, obtidos em regime não permanente,foram comparados com os parâmetros da equação do rendimento dos coletores determinados para condições de regime quase permanente. Os ensaios foram realizados em duas baterias de testes: em uma delas o fluxo de água entre os coletores e o reservatório ocorreu por termossifonagem, sem nenhuma restrição à vazão; na outra bateria, a vazão foi controlada por um registro e uma bomba hidráulica. O sistema com circulação natural revelou uma grande habilidade em se adaptar à disponibilidade de energia com as temperaturas da água armazenada, por meio da otimização da velocidade da troca de calor. Foi desenvolvido um modelo de operação para sistemas diretos ativos que calcula a vazão com base no monitoramento das temperaturas das extremidades das tubulações que interligam o reservatório aos coletores, temperatura do ar, radiação solar disponível e vazão no instante anterior. O modelo foi testado experimentalmente resultando em significativa melhora na eficiência do sistema.

Abstract

The focus of this work is the experimental study of the effect of control water discharge in solar water-heating systems with a large number of collectors where the temperature gradient is not sufficient for thermosiphon water circulation. The experimental results, under transient conditions, were compared to a collector's performance equation of the quasi-steady-state model. The tests were carried out on two systems. In the first system the flow between the collectors and storage occurred by thermosiphoning and without discharge restrictions, in the other, the control flow was done by means of a valve and a pump. The system of natural circulation shows an unrivalled ability to adaptation of disposal energy with water temperature stored, through velocity of heat exchange optimization. An operation model was developed for active direct circulation systems that calculate the discharge taking into consideration the monitoring of the differential temperature between solar collectors and the storage tank, the air temperature, solar radiation available and the flow rate on previous time interval. This model was experimentally tested and resulted in a significant improvement in performance of the system operation.
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